2027届高考物理一轮复习大单元知识练习：5.功和能

**基本信息** 高中物理一轮复习功和能专项训练，以概念辨析为基础，通过层级化题型构建"概念-公式-应用"的逻辑体系，强化能量观念与科学推理素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|5题（1/7/8）|多选+单选结合，聚焦功的标量性、重力势能相对性等易错点|从功的定义出发，延伸至势能变化量的绝对性与功率公式的条件限制| |公式应用|4题（3/4/6/10）|结合自由落体、平抛等运动模型，考查平均功率与瞬时功率计算|通过运动过程分析，建立力-位移-时间与功率的关联，深化能量转化观念| |实验探究|1题（13）|验证机械能守恒定律，涉及误差分析与图像斜率物理意义|以实验数据处理为载体，理解重力势能与动能转化的定量关系| |综合计算|2题（14/15）|多过程动力学问题，需结合v-t图像与动摩擦因数变化规律|运用动能定理整合力做功与能量变化，培养科学论证能力|

5.功和能 一、选择题 1. 关于功的概念，下列说法正确的是（     ） A. 由于功是标量，所以+5 J的功大于-8 J的功 B. 若一个力对物体做功为零，则该物体一定处于静止状态 C. 两物体间的一对滑动摩擦力做功之和一定等于零 D. 物体所受多个力做功的代数和等于这几个力的合力做的功 2. 如图所示，小朋友从倾斜滑道的顶端由静止滑下，沿水平滑道滑行了一段距离后停下.下列说法正确的是（     ） A. 在倾斜滑道上滑行的过程中，支持力对小朋友做正功 B. 在倾斜滑道上滑行的过程中，支持力对小朋友做负功 C. 在水平滑道上滑行的过程中，摩擦力对小朋友做正功 D. 在水平滑道上滑行的过程中，摩擦力对小朋友做负功 3. 关于功率，下列说法正确的是（     ） A. 根据可知，机器做功越多，功率越大 B. 根据可知，汽车的牵引力一定与速度成反比 C. 根据可知，只要知道时间内机器所做的功，就可求得这段时间内任一时刻机器做功的功率 D. 根据可知，发动机功率一定时，汽车的牵引力与速度成反比 4. 假设一个质量为250 g的梨子从树上由静止开始自由下落，经1 s到达地面，不计空气阻力，重力加速度大小取.则在1 s内，重力对梨子做功的平均功率为（     ） A.50 W　　　　 B.25 W　　　　 C.12.5 W　　　　 D.6.25 W 5. 如图所示，三个斜面的高度相同，倾角，质量相同的小物块、、分别沿三个斜面从顶端由静止下滑到底端，已知小物块与斜面间的动摩擦因数均相同.则（     ） A.重力对物块做的功最多 B.摩擦力对物块做的功最多 C.重力对物块做功的平均功率最大 D.到达斜面底端时物块重力的功率最大 6. 如图所示，一同学从同一位置将质量相同的飞镖先后以速度和水平抛出，分别落在水平地面上的、两点，飞镖在空中运动的时间分别为和，运动过程中的加速度大小分别为和，重力做的功分别为和，不计空气阻力，则（     ） A. B. C. D. 7. （多选）下列关于重力势能的说法中正确的是（     ） A.重力势能，，则与方向相反 B.同一物体重力势能，，则 C.重力做功和重力势能变化量的关系是 D.重力势能的变化量具有相对性 8. 下列说法正确的是（     ） A.物体做变速运动，合外力一定不为零，动能一定变化 B.若合外力对物体做功为零，则合外力一定为零 C.物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化 D.物体的动能不变，所受的合外力必定为零 9. 如图，一足够长的轻绳跨过轻质定滑轮，绳的两端各系一个小球和，球的质量为，球的质量为。先用手托住球，使两边轻绳刚好竖直但无拉力，此时球离地面的高度，球静止于地面。忽略一切阻力，取重力加速度。现无初速度释放球，球落地后不滚动，则球上升的最大高度为（     ） A.1.2 m     B.0.8 m     C.0.6 m     D.0.4 m 10. 如图为枫叶在秋风中下落的景象，若其中一片枫叶从树枝上匀速飘落到地面上，则该枫叶（     ） A.下落过程中所受合力做正功     B.下落过程中所受重力做负功 C.在下落过程中机械能减少       D.在下落过程中重力势能增加 11.（多选）如图甲所示为 “蹦极”，将一根自然长度为OA的弹性轻绳一端系在人身上，另一端固定在跳台边缘.人从跳台由静止下落开始计时，下落过程中速度随时间的变化如图乙所示，不计空气阻力.下列说法正确的是（     ） A.人从跳台下落到A点这一过程中，人减少的重力势能全部转化为动能 B.人从A点运动到B点这一过程中，人减少的重力势能全部转化为动能 C.人在下落过程中，弹性绳对人先做正功再做负功 D.人从A点运动到C点这一过程中，人的机械能一直减小 12. 哪吒踩在风火轮上静止在空中，若此时将风火轮的升力减小一些，在开始下降的一小段时间内，忽略空气阻力，下列说法正确的是（     ） A.哪吒的动能增大，重力势能减小，机械能增大 B.哪吒的动能不变，重力势能减小，机械能减小 C.哪吒的动能减小，重力势能增大，机械能不变 D.哪吒的动能增大，重力势能减小，机械能减小 二、填空题 13. 某同学设计图甲所示的装置验证机械能守恒定律，其中释放点正下方有光电门1、2，光电门1固定，光电门2可上下调节，该同学从释放点静止释放直径为的小球，记录小球通过光电门1的时间和通过光电门2的时间，当地重力加速度为。 （1）为提高实验的精确度，释放的小球应选择            。 A.小钢球　　　 B.塑料球　　　 C.泡沫球 （2）小球通过光电门2的速度大小            。（用题中字母表示） （3）光电门1、2中心间的距离为，根据实验数据作出图像如图乙所示，斜率为            。 （4）某次实验中，调整光电门2的位置后将其固定，从释放点两次释放小球，光电门2的遮光时间有较大偏差，产生该现象的原因可能是            。 三、计算题 14. 一个做直线运动的物体，其速度—时间图像如图所示，若外力对物体做功，外力对物体做功，外力对物体做功，试着给出、、与0的关系（时刻的速度和时刻的速度大小相等）。 15. 如图甲所示为某小组设计的轨道示意图.长、倾角的斜面，与足够长的 水平面平滑连接，处于同一竖直面内.质量的小物块，从斜面顶端点由静止滑下，到达点时速度大小，物块与水平面间的动摩擦因数与到点距离的关系如图乙所示.不计空气阻力，物块可视为质点，，，取，取水平面为零势能面.求物块： （1）在点的重力势能； （2）从运动到过程中，摩擦力做的功； （3）在水平面上滑行的最大距离。 答案以及解析 1. 答案：D 解析：功是标量，功的正负表示的是动力做功还是阻力做功，+5 J表示动力做功5 J，-8 J表示克服阻力做功8 J，所以+5 J的功小于-8 J的功，A错误；若一个力对物体做功为零，可能是物体运动，但力与物体的位移方向垂直，故该物体不一定处于静止状态，B错误；一对滑动摩擦力做功之和为负值，C错误；功是标量，物体所受多个力做功的代数和等于这几个力的合力做的功，D正确. 2. 答案：D 解析：小朋友在倾斜滑道上滑行的过程中，支持力垂直于倾斜滑道向上，与小朋友运动方向垂直，即，则，可知支持力对小朋友不做功，故A、B错误；小朋友在水平滑道上滑行的过程中，滑动摩擦力与小朋友运动方向相反，即，则，可知摩擦力对小朋友做负功，故C错误，D正确. 3. 答案：D 解析：根据可知，在相同时间内，做功多的机器，功率一定大，故A错误；根据可知，发动机功率一定时，汽车的牵引力与速度成反比，故B错误，D正确；公式求的是力在一段时间内的平均功率，故C错误. 4. 答案：C 解析：梨子做自由落体运动，根据，可得1 s内下落的高度为，则重力做的功为，在1 s内，重力对梨子做功的平均功率为，故选C. 5. 答案：D 解析：物块下滑的高度相同，根据，可知三物块重力做功相同，故A错误；摩擦力对物块做功为，又，可知摩擦力对C物块做功最少，故B错误；根据牛顿第二定律得，物块下滑的加速度大小 ，可知越大，加速度越大，沿斜面运动的位移越小，根据，可知运动时间越短，因为，则，根据，可知，故C错误；由前面分析，根据可得，可知越大，物块到达斜面底端时速度越大，所以下滑到底端时物块的速度最大，根据重力的瞬时功率，又，可知到达斜面底端时物块重力的功率最大，故D正确. 6.答案：A 解析：两飞镖抛出后均做平抛运动，则加速度均为重力加速度，即，D错误；两飞镖从同一高度飞出，根据，可知，C错误；根据，可知，A正确；根据，可知，B错误. 7.答案：BC 解析：重力势能是标量，没有方向，正值表示物体在零势能参考平面上方，负值表示物体在零势能参考平面下方，同一物体重力势能，，则有，故A错误，B正确；重力做功和重力势能变化量的关系是，故C正确；重力势能具有相对性，但重力势能的变化量没有相对性，故D错误. 8.答案：C 解析：物体做变速运动，合外力一定不为零，但是动能不一定变化，例如做匀速圆周运动的物体，A错误；合外力对物体做功为零，合外力不一定为零，例如做匀速圆周运动的物体，B错误；根据动能定理可知，物体的合外力做功，它的速度大小一定发生变化，C正确；物体的动能不变，所受的合外力不一定为零，例如做匀速圆周运动的物体，D错误. 9.答案：C 解析：从释放到球落地，对、整体由动能定理得，解得，球落地后，球继续上升，根据运动学公式有，解得，球上升的最大高度为，C正确. 10.答案：C 解析：枫叶在下落过程中是匀速的，合力等于零，所以合力做功为零，A错误；下落过程中，枫叶的高度减小，所以重力势能减少，重力做正功，B、D错误；在下落过程中动能不变，重力势能减少，机械能等于动能与重力势能之和，所以机械能减少，C正确. 11.答案：AD 解析：根据题意，结合题图可知，人从跳台下落到A点时，弹性绳刚好拉直，则人从跳台下落到A点这一过程中，只有重力做功，人减少的重力势能全部转化为动能，故A正确；根据题意，结合题图可知，人从A点运动到B点这一过程中，弹力做负功，弹性势能增加，重力做正功，人的重力势能减小，速度增大，人的动能增加，人和弹性绳组成的系统机械能守恒，则人减少的重力势能转化为动能和弹性绳的弹性势能，故B错误；人从跳台下落到A点过程中做自由落体运动，弹性绳不做功，从A点运动到C点过程中，弹性绳的形变量一直增大，可知人在下落过程中，弹性绳对人先不做功后做负功，故C错误；根据题意可知，人从A点运动到C点这一过程中，人和弹性绳组成的系统机械能守恒，由于弹性绳的弹性势能一直增大，则人的机械能一直减小，故D正确. 12.答案：D 解析：将风火轮的升力减小一些，则哪吒加速下降，动能增大，哪吒的高度减小，则重力势能减小，由于升力做负功，则机械能减小，故选D. 13.答案：（1）A （2） （3） （4）小球经过光电门2时球心未经过光电门中心 解析：（1）为提高实验的精确度，减小空气阻力的影响，则释放的小球应选择小钢球，故选A. （2）小球通过光电门2的速度大小为. （3）由机械能守恒定律知，小球运动过程中减少的重力势能等于增加的动能，则有，整理得，则图像的斜率为. （4）产生该现象的原因可能是小球经过光电门2时球心未经过光电门中心. 14.答案：； 解析：过程，由动能定理可得，过程，由动能定理可得. 15. 答案：（1）12 J （2）-4 J （3）8 m 解析：（1）物块在点的重力势能， 解得. （2）物块从到过程，根据动能定理有 ，解得. （3）物块在水平面上滑行最大距离过程中，题图乙中图线与横轴围成的面积乘等于物块在水平面上克服摩擦力做的功，根据动能定理有， 解得. 学科网（北京）股份有限公司 $